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    英国航空设计师德·哈维兰: “预测未来不如设计未来”

    2023-07-14 12:11:19 来源:解放军报

    英国航空设计师德·哈维兰: “预测未来不如设计未来”

    “蚊”式战机。

    在英国一家博物馆内,一架银色涂装的“蚊”式战机静静横卧。这款经典战机走过漫长的服役生涯,二战期间,“蚊”式与“喷火”“兰开斯特”战机一并被誉为英国天空的“三驾马车”。

    鲜为人知的是,“蚊”式战机的服役并非一路坦途,其背后最强劲的推力,来自英国航空先驱德·哈维兰。在英国航空工业发展初期,德·哈维兰踏上设计制造飞机、创办飞机制造厂的艰难探索之路。两次世界大战,他主导设计的战机取得光辉战绩,立下赫赫战功。

    那个年代,德·哈维兰设计的飞机在世界上处于领先地位,并拥有广阔的市场:DH.4战机性能出众,被美国“山寨”了近5000架;“飞蛾”教练机曾销往数十个国家,开启轻型运动飞机的先河;二战后,德·哈维兰又敏锐地认识到喷气发动机的划时代意义,率先推出“彗星”喷气式客机,让人类飞越大西洋的时间缩短了一半。

    在世界航空史上,德·哈维兰书写了浓墨重彩的篇章。

    逐梦蓝天,将制造飞机当作毕生事业

    “命运不靠机缘,而是靠你的抉择。命运不是等来的,而是争来的。”英国前首相丘吉尔的这句话,曾激励无数英国人在创业的道路上奋发图强,也恰恰诠释了德·哈维兰逐梦蓝天之路。

    “这是你挚爱的事业吗?”

    “当然,我一定会造出自己的飞机。”

    英国航空设计师德·哈维兰: “预测未来不如设计未来”

    德·哈维兰中年时期照片。

    26岁那年,德·哈维兰找到祖父投资航空工业,面对祖父的质疑,他的回答十分坚定。

    那个年代,莱特兄弟制造的“飞行者一号”一跃而起,飞出人类的第一道航迹;法国航空先驱兰伯特伯爵驾驶飞机,轻巧掠过埃菲尔铁塔……飞行的优雅与激情,一次次震撼着德·哈维兰。

    2年后,在祖父的帮助下,德·哈维兰驾驶着自己设计制造的飞机,在纽伯利南部的草原上空飞行了40分钟。对德·哈维兰而言,这既是征服蓝天的第一步,也是航空人生的肇始。他用实际行动向世人证明,热爱与努力,是托举飞机翱翔蓝天的双翼。

    凭借这次精彩表现,德·哈维兰开始在英国航空工业圈崭露头角。这架飞机,被当时陆军气球工厂高价收购,成为军方采购的第一架固定翼飞行器。

    没过多久,他又设计出BE.2型飞机,并创造了飞行高度3960米的世界纪录。1911年,德·哈维兰驾驶BE.2型飞机,拿到了英国皇家航空俱乐部颁发的驾驶执照。3年后,德·哈维兰应聘到一家航空公司,任总设计师和试飞员。在这里,他设计出多款“DH”飞机。其中,DH.4型飞机性能最好,得到不少海外客户的青睐。由于DH.4表现抢眼,美国还专门派遣代表团到英国“偷师学艺”,动员波音等公司参与仿制,最终生产了近5000架“山寨版”DH.4飞机。

    一战后,世界航空工业进入“供大于求”的“买方市场”,英国政府对发展航空工业的热度下降,德·哈维兰供职的航空公司也经营困难。此时,德·哈维兰又到了人生的十字路口:继续当一名飞机设计师,还是个人收购公司。对德·哈维兰而言,选择后者意味着他将承担更大风险,但也能拥有更广阔的舞台。

    追逐梦想,德·哈维兰最终买下了该公司,成为一名企业家。创业初期,他第一时间发布“求贤令”,招揽了一批志同道合的设计师和飞行员——设计出“蚊”式战机的罗纳德·毕肖普,二战时期王牌飞行员约翰·坎宁安……据统计,德·哈维兰公司共推出60多种机型,当时的英国天空也变得热闹非凡。

    不过,当时能够驾驶飞机飞天,是人类的奢侈梦想。德·哈维兰一直思考:“如何设计出一款简单易用的飞机,让更多人实现飞天梦想。”

    1925年,DH.60“飞蛾”教练机诞生,成为英国当时唯一符合飞行俱乐部要求的机型——学员只需经过8小时的飞行训练即可放单飞,完成3小时单飞后,再经过一次考核,就能取得飞行执照。

    在“飞蛾”教练机的基础上,德·哈维兰又研制出DH.82“虎蛾”飞机,其优异性能,得到很多英国飞行员的好评。

    创造“木头的奇迹”,提出快速轰炸机的设计理念

    1943年1月30日,纳粹德国正在柏林筹备一次盛大的庆典,但被英国皇家空军搅黄了。

    上午11时,英国皇家空军105中队战机掠过柏林上空,轰炸了德国国家广播公司,使德国空军元帅戈林的讲话泡了汤。下午,英国皇家空军139中队实施空袭任务,德国宣传部部长戈培尔灰头土脸地躲进了掩体。

    英国皇家空军驾驶的战机,正是德·哈维兰团队的杰作——“蚊”式战机。

    “蚊”式战机的诞生,要追溯到1936年。当时,英国皇家空军对中型轰炸机进行招标。在他们的设想中,战机最大载弹量1400公斤,航程达到4800公里,最大飞行时速超过440公里。此外,机头和机尾处还得装上炮塔。

    既要飞得快、飞得远,还能负重。这种严苛指标,显然不是中型战机所能实现的,当时不少飞机厂商研制出来的战机都是“四不像”。德·哈维兰并没有盲从军方要求,而是提出“快速轰炸机”的设计思路——去掉一些不必要的指标,比如取消炮塔、减少载员等。

    钢制架构外附金属蒙皮,是当时飞机设计制造的主流。德·哈维兰却认为,新型轰炸机应当使用木头机身。原因很简单,战争中,铝和钢铁等金属材料极度短缺,唯一不受限制的只有木材;木制飞机的制造技术已经非常成熟,可以让新飞机降低成本、快速量产。

    显然,一架缺乏自卫武器的木质战机,很难说服英国军方。二战初期,英国被德军闪电战打得节节败退,英国皇家空军急需一批战机夺取制空权,“蚊”式战机也迎来了命运转机。

    1941年的一天,英国皇家空军的试飞场座无虚席。随着一阵轰鸣声,“蚊”式战机快速起飞,爬升、转向、平飞……快速灵活的飞行动作征服了现场观众,包括那些曾反对“快速轰炸机”理念的人。

    “蚊”式战机各项性能参数十分抢眼——实用升限超过10000米,最大载弹量1800公斤,6700米高空飞行时速高达630公里……这是一款无需护航的轰炸机,它的飞行速度足够快,敌机压根追不上。

    在“蚊”式战机生产过程中,德·哈维兰还采用了转包生产模式。一如他设计之初的构想,不少工厂加入了战机制造行列——制造“蚊”式战机的专用木板来自美国的一家家具公司;飞机翼梁由一家乐器厂制造;英国海威科姆的一些工厂包揽生产了5000多架“蚊”式战机的零部件……

    “蚊”式战机服役后,受到飞行员的追捧。二战期间,“蚊”式战机共生产了7000多架,出动近4万架次,投下10多万颗炸弹,自身仅有254架被击落,创造了英国皇家空军轰炸机空战生存率的纪录,被飞行员称作“木头的奇迹”。

    发现飞机金属也会“疲劳”,开创航空工业新学科

    恩格斯说,当技术革命的浪潮正在四周汹涌澎湃的时候,我们需要更新更勇敢的头脑。

    20世纪40年代,随着航空涡轮喷气发动机技术发展,航空工业从螺旋桨时代迈入喷气式时代。

    这是一条崭新的赛道。当德国研发出第一架喷气式战机Me262后,德·哈维兰敏锐地意识到喷气发动机的重要意义。

    在德·哈维兰看来,如果客机使用喷气式发动机,不但可以缩短空中飞行时间,还能给人们带来更舒适的飞行体验。未来空中运输,喷气式飞机必然是主流。

    “预测未来不如设计未来。”德·哈维兰立即组织设计团队,对喷气式飞机进行研究。不久后,DH.106“彗星”和DH.108“燕子”喷气式飞机相继诞生。德·哈维兰的长子、公司首席试飞员杰弗里驾驶“燕子”,创造了飞行时速980公里的世界纪录。同样,“彗星”飞机也赚足了世人眼球——机身采用铝制材料,机翼修长,略向后倾斜;客舱两边还装饰了矩形窗户,乘客可在飞行途中欣赏窗外风景……

    没想到,“彗星”飞机投入市场后,却遭受了一连串打击。短短数年内,“彗星”飞机发生了3次飞行事故,震惊世界。

    此时,专家有诸多猜测。有人说,这是喷气式飞机飞得太高太快,已经超出飞行员身体所能承受的极限。也有人说,“彗星”飞机本身存在设计缺陷。

    德·哈维兰决定查出飞行事故原因。他带领团队做了一个巨大水槽,将飞机置于水槽中,反复对水加压,以模拟飞机飞行中受力情况。

    试验一段时间后,机舱窗户的金属框架出现裂痕。对照失事飞机,也是发生此类问题。金属零件在不断受力后,会产生局部永久性累积损伤,久而久之会出现裂痕甚至断裂,这种现象就是我们今天所熟知的金属疲劳。但在那个年代,人们对金属疲劳还没有充分认识。

    德·哈维兰带领团队对这一领域进行攻关,并改进金属材料,研制出“彗星”4飞机,并顺利通过材料应力试验。与此同时,航空工业新学科——疲劳力学应运而生,为大型喷气式飞机发展奠定了基础。

    1958年10月,“彗星”4飞机迎来首秀——跨越大西洋载客飞行。这次飞行仅用6个多小时,比以往活塞式飞机飞行时间缩短了一半。

    “飞机就像灵魂,它们有一对翅膀,经久耐用。即便我离开这个尘世,它们依然可以翱翔蓝天。”航空先驱马塞尔·达索的这句名言,同样是德·哈维兰航空人生的真实写照。

    1965年5月21日,83岁的德·哈维兰溘然长逝。按照他的遗嘱,家人乘坐他所设计的最后一架飞机DH.121“三叉戟”,将他的骨灰带上天空,撒向大地。直到今天,仍有不少以“DH”冠名的飞机在天空中翱翔。

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